探索IIC总线技术与特点

1.IIC总线技术

IIC总线采用双线制：一条线是串行数据线SDA（Serial Data Line），另一条线是串行时钟线SCL（Serial Clock Line）。所有连接到IIC总线的设备在输出端时必须是开漏输出或集电极开路输出，在所有线上需使用外接上拉电阻以实现逻辑上的“与”功能，IIC设备与总线连接方式示意图如图12-1所示。当总线空闲时，两根线都是高电平。IIC总线的数据传送速率在标准工作方式下可达100kbit/s，快速方式下的最高传送速率可达400kbit/s，高速方式时的最高传送速率可达3.4Mbit/s，连接到总线的器件数量只由总线总电容400pF的限制决定。

图12-1 IIC设备与总线连接方式(www.xing528.com)

与SPI总线不同，IIC总线是一个多主设备的总线，即可连接多个主控设备（Master）到总线，但同一时刻只能有一个主设备启动传输数据。在总线上每个设备都有一个唯一的地址识别，在数据传输时设备可以是主设备也可以作从设备。主设备负责初始化并产生允许传输的时钟信号，此时任何被寻址的设备都认为是从设备，从设备之间相互不能进行通信，互不干扰。多个主设备的总线意味着超过一个主设备可以同时尝试初始化传输数据，为避免由此产生的错误协议，IIC总线制订了一个仲裁过程，具体可见12.1.2小节内容。

2.IIC总线特点

如前所述，IIC总线最主要的优点是其简单性和有效性。由于它的接口直接在组件上，因此IIC总线占用的空间非常小，这减少了电路板的空间和芯片引脚的数量，降低了互联成本，连接到相同总线的IC数量只受到总线的最大电容（400pF）的限制。IIC总线的另一个优点是，它支持多主控（Multimastering），系统中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线，因此，它是一个真正的多主机总线。如果两个或更多的主机同时初始化数据传输，则可以通过冲突检测和仲裁防止数据被破坏。一个主控设备能够控制信号的传输和时钟频率，当然，在任何时间点上只能有一个主控设备。